Solubilitas Zat Warna (Dyes) dalam Mikroemulsi dan Kristal Cair dari Sistem Air, Surfaktan dan Kosurfaktan
LAPORAN TAHUNAN
PENELITIAN HIBAH BERSAING
Solubilitas Zat Warna (Dyes) dalam
Mikroemulsi dan Kristal Cair dari Sistem Air,
Surfaktan dan Kosurfaktan
Tahun ke 1 (satu) dari rencana 3 (tiga) tahun
Ketua /Anggota Tim
Prof. Ali Amran, M.Pd,M.AQh.D (Ketua)
Deski Beri, S.Si,M.Si (Anggota)
Surat Penugasan Pelaksanaan Penelitian Program Desentralisasi
Skema Hibah Bersaing Dana BOPTN Tahun Anggaran 2013
Kontrak No: 298.a.54/UN35.2/PG/2013 tanggal 15 Mei 2013
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
Desember 2013
HALAMAN PENGESAHAN
: Solubilitas Zat Wama (Dyes) dalam Mikroemulsi dan Kristal Cair dari
Sistem Air, Surfaktan dan Kosurfaktan
Peneliti 1 Pelaksam
Nama Lengkap
NIDN
Jabatan Fungsional
Program Studi
Nomor HP
Sure1 (e-mail)
Anggota Peneliti (1)
Nama Lengkap
NIDN
Perguruan Tinggi
Wtusi Mitra (jika ada)
Nama Institusi Mitra
Alamat
Penanggung Jawab
Tahun Pelaksanaan
Biaya Tahun Berjalan
Biaya Keseluruhan
: Prof. ALI AMRAN M.Pd., M.A., Ph.D.
: 0022104701
: Kimia
: 081363148118
: arnrana.unp@gmail.com
: DESK1 BERI S.Si., M S .
: 0022067802
: UNTVERSITAS NEGERI PADANG
: Tahun ke 1 dari rencana 3 tahun
: Rp. 52.000.000,00
: Rp. 225.000.000,00
Padang, 17 - 12 - 2013,
Ketua Peneliti,
1
Lym
..
~i9~01987031020
(Prof. ALI AMRAN M.Pd., M.A., PbD.)
NIP/NK194710221971091001
1
NI~EIIK196107221986021002
PENGANTAR
Kegiatan penelitian dapat mendukung pengembangan ilmu pengetahuan serta
terapannya. Dalam hal ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang berusaha
mendorong dosen untuk melakukan penelitian sebagai bagian integral dari kegiatan Tri
Dharma Perguruan Tingginya, baik yang secara langsung dibiayai oleh dana Universitas
Negeri Padang, surnber dana BOPTN maupun dana dari surnber lain yang relevan atau
bekerja sama dengan instansi terkait.
Sehubungan dengan itu, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang
bekerjasama dengan Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Ditjen
Dikti Kemendiknas RI telah mendanai skema penelitian Penelitian Hibah Bersaing yang
berjudul Solubilitas Zat Warna @yes) dalam Mikroemulsi dan Kristal Cair dari Sistem
Air, Surfaktan dan Kosurfaktan, dari sumber BOPTN yang dialokasikan ke dalam DIPA
Universitas Negeri Padang dengan surat penugasan pelaksanaan penelitian desentralisasi
Nomor: 298.a.54/UN35.2/PG/2013 Tanggal 15 Mei 2013.
Kami menyambut gembira usaha yang dilakukan peneliti untuk menjawab berbagai
perrnasalahan pembangunan, khususnya yang berkaitan dengan permasalahan penelitian
tersebut di atas. Dengan selesainya penelitian ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri
Padang telah dapat memberikan informasi yang dapat dipakai sebagai bagian upaya
penting dalarn peningkatan mutu pendidikan pada urnumnya. Di samping itu, hasil
penelitian ini juga diharapkan memberikan masukan bagi instansi terkait dalam rangka
penyusunan kebijakan pembangunan.
Hasil penelitian ini telah ditelaah oleh tim pembahas usul dan laporan penelitian,
serta telah diseminarkan di tingkat nasional. Mudah-mudahan penelitian ini bermanfaat
bagi pengembangan ilmu pada umumnya, dan peningkatan mutu staf akademik Universitas
Negeri Padang.
.
Pada kesempatan ini, kami ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak
yang membantu pelaksanaan penelitian ini. Secara khusus, kami menyampaikan terima
kasih kepada Direktur Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Ditjen Dikti
Kemendiknas yang telah memberikan dana untuk pelaksanaan penelitian tahun 2013. Kami
yakin tanpa dedikasi dan kerjasama yang baik dari DP2M, penelitian ini tidak dapat
diselesaikan sebagaimana yang diharapkan. Semoga ha1 yang demikian akan lebih baik
lagi di masa yang akan datang.
Terima kasih.
Desember 2013
mng,
(
I
.
, ,
,
-
4
,.
.
. I
.
5
, .-.
".
' d l r . ~ l ~ d i ~ n M.Pd.
tri,
'j&@..i961~'722 198602 1 002
RINGKASAN
Sejumlah besar dua cairan yang saling tidak l m t (misalnya air dan minyak) dapat
diwujudkan menjadi fasa homogen secara makroskopis (dalam medium mikroemulsi dan
kristal cair) dengan menggunakan suatu surfaktan atau campurannya. Mikroemulsi dan
kristal cair berkembang sangat pesat dan signifikan dalam bidang riset, industri dan
teknologi, karena kedua struktur asosiasi amfifilik ini memiliki beberapa sifat yang unik,
yaitu area antarmuka yang lebar, stabilitas termodinamika, dan kemarnpuan melarutkan
cairan yang tidak dapat larut. Oleh karena itu, mikroemulsi memiliki aplikasi yang amat
luas, seperti: dalam rekoveri rninyak, bahan bakar kendaraan bermotor, pencelupan d m
finising tekstil, deterjensi, kosrnetik, kimia pertanian, makanan, farmasi, remediasi
lingkungan dan detoksifikasi, sintesis media mikroporos, kimia analitik., membrane cair,
bioteknologi, dan zat warna. Sedangkan kristal cair memiliki aplikasi yang signifikan
dalam industri kosrnetik, industry farmasi, deliveri obat-obatan, liquid crystal displqs
(LCD),film kristal cair terdispersi polirner, zat warna, dan nano partikel (Arnran, 2013)
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan solubilitas berbagai zat warna (dyes)
dalam mikroemulsi dan kristal cair dari sistem: air; surfaktan (anionik, kationik, dan nonionik); dan kosurfaktan, serta hidrokarbon (sikloheksana). Kesempurnaan tujuan ini
kiranya akan 'tercapai melalui tiga tahapan, seperti berikut. Tahun I: (1) Preparasi
Diagram Fasa dari Sistem Air (pH=4,5; dan pH=9,5), Surfaktan [kationik(CTAB), anionik
(SDS), dan nonionik (Brij35)], dan Pentanol, (2) Solubilisasi zat warnal&es (warna merah
dari metil merah, dan warna biru dari metil biru) dalam mikroemulsi (o/w dan w/o) dan
kristal cair lamelar, (3) Uji solubilitas, viskositas, laju evaporasi, dan indeks bias. Target
adalah Publikasi Ilmiah pada Jurnal terakreditasai nasional atau
Jurnal internasional.
Tahun I1 (Lanjutan): (1) Preparasi Diagram Fasa dari Sistem: Air (pH=2,0; pH=4,5;
pH=9,5) Surfaktan [anionik(SDBS), kationik (Triton-X, dan HTAB), dan nonionik(Tween
20, Tween 40, Tween 60, dan Tween 80) ,dan campurannya); dan Pentanol, serta
hidrokarbon (sikloheksana), (2) Solubilisasi dyes[(warna kuning dari metil kuning, dan
wama hitam dari karbon (carbon black)] dalam mikroemulsi(o/w dan w/o) dan kristal cair
lamelar, (3) uji solubilitas,, viskositas, laju evaporasi, konduktifitas dan indeks bias, (4)
gelasi fasa mikroemulsi air dalam minyak (w/o); dan (4) uji penetrasi zat warna (penetrasi
dalam air, dan penetrasi dalam hidrokarbon) di dalam kristal cair lamelar, menggunakan
data dari Small Angle X-rays Dipation ( S A X D ) ; serta Target adalah Publikasi Ilmiah
pada Jurnal terakreditasai nasional atau Jurnal internasional. Sedangkan Tahun 111: (1)
lanjutan pengujian penetrasi zat warna, menggunakan data Small Angle X-rays D~fiation
(SAXD), dan ( 2 ) mernperoleh prototype tinta ballpoint dan tinta Cartridge printer; serta
Target
adalah Publikasi Ilmiah pada Jurnal terakreditasai nasional atau
intemasional, dan HAM.
Jurnal
PRAKATA
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat
dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat melakukan penelitian yang berjudul Solubilitas
Zat Warna (Dyes) dalam Mikroemulsi dan Kristal Cair dari Sistem Air, Surfaktan
dan Kosurfaktan. Sampai pada bulan kesepuluh kalender (tahapan Tahun I), penelitian
ini telah bejalan dan mengalami kemajuan yang cukup berarti.
Berbagai tantangan dan rintangan telah banyak dilalui selama lebih kurang sepuluh
bulan pertama kalender penelitian, bahkan mungkin ke depan masih ada yang akan
dihadapi. Dimulai dengan masa penyusunan proposal, pengadaanlpersiapan alat-alat dan
bahan-bahan
kirnia yang diperlukan dalam penelitian, serta dilanjutkan deangan
pelaksanaan penelitian yang tidak semudah yang dibayangkan. Alhamdulillah, semua
rintangan yang muncul dan bakal muncul, kiranya dapat diatasi secara seksama. Kami
telah menyelesaikan tahapan preparasi diagram fasa, uji indeks bias, uji kekentalan
(viskositas), serta akan dilanjutkan dengan uji laju penguapan, dan penetrasi zat wama
dalam kristal cair lamelar.
Dalarn penelitian ini penulis banyak dibantu oleh berbagai pihak, sehingga pada
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada: (1) Bapak Di j e n
beserta tim SIMLITABMAS Dikti yang telah membantu mewujudkan kegiatan penelitian
ini sehingga melalui skim hibah bersaing ini penulis berhasil memperoleh dana penelitian
BOPTN untuk tahun 2013. (2) Bapak Rektor U N P dan jajarannya, (3) Bapak Dr. Alwen
Bentri, M.Pd selaku Ketua Lembaga Penelitian UNP beserta staf, (4) Bapak Prof. Lufii,
M.S selaku Dekan FMIPA dan jajarannya, (5) Ibu Dm. Andromeda, M.Si selaku Ketua
Jurusan Kimia dan staf, dan (6) Para mahasiswa bimbingan kami yang telah ikut
berpartisipasi aktif dalam penelitian ini, yakni Puti Lara Gobah, Putriani Dwimala dan
Anugrah Pratami. Dan kepada pihak lain yang telah banyak membantu dan tidak dapat
penulis sebut satu persatu.
Akhirnya, penulis menyadari bahwa laporan penelitian ini sangat jauh dari
kesempurnaan. Demi kesempurnaan laporan penelitian ini, penulis mengharapkan saran
dan kritik. Atas saran dan kritiknya kami haturkan terima kasih. Semoga hasil penelitian
ini bermanfaat adanya.
Hormat Kami
Penulis
DAFTAR IS1
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................................... 2
RINGKASAN .................................................................................................................. 3
PRAKATA .......................................................................................................................
5
DAFTAR IS1 .................................................................................................................... 7
DAFTAR TABEL .......................................................................................................... 11
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................12
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................................15
BAB 1. PENDAHULUAN ............................................................................................. 16
BAB 2.TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................... 18
2.1 Senyawa Surfaktan .....................................................................................................................
18
2.2 Struktur Asosiasi Amfifil dalam Sistem Berair ..................................................................... 19
2.2.1 Misel 21
2.2.2 Misel Inversi ...........................................................................................................................
23
2.2.3 Mikroemulsi .........................................................................................................................
23
2.2.4 Kristal Cair Lamelar ...............................................................................................................24
2.2.5 Kristal Cair Heksagonal ..........................................................................................................25
BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELTTIAN...................................................27
BAB 4. METODE PENELITIAN ...................................................................................28
3.1 Material 28
3.4. Aplikasi Solubilisasi Zat Wama di dalam Mikroemulsi dan Kristal Cair ................................29
BAB 5 . HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................30
5. 1. Penentuan Batas Diagram Fasa ...........................................................................................30
5. 1. i . Diagram Fasa dari Sistem Air (pH = 4.5). SDS. dan Pentanol .......................................... 30
5 . 1 . 2. Diagram Fasa dari Sistem Air (pH = 9.5). SDS. dan Pentanol ............................................31
5. 1. 3 . Diagram Fasa dari Sistem Air (pH
= 4.5).
CTAB. dan Pentanol ........................................
32
5. 1 . 4 . Diagram Fasa dari Sistem Air (pH = 9.5). CTAB. dan Pentanol ......................................... 33
5 . 1 . 5. Diagram Fasa dari Sistem Air (pH = 4.5 dan pH=9.5). Brij.35. dan Pentanol .................... 34
5.2 Penentuan Solubilitas metil merah dalam sistem Air (pH=4.5). SDS dan Pentanol .................. 35
5.2.1. Penentuan solubilitas metil merah dalam fasa L, sistem air (pH=4.5). SDS clan pentanol ... 35
5.2.2. Penentuan solubilitas metil merah dalam fasa L2 sistem air (pH=4.5). SDS dan pentanol ...36
5.2.3. Penentuan solubilitas metil merah dalam fasa L3 sistem air (pH=4,5), SDS, dan
pentanol ..................................................................................................................................
40
5.3 Penentuan Solubilitas Metil biru dalam Sistem Air (pH=9,5), SDS, dan Pentanol ................. 40
5.3.1. Penentuan solubilitas metil biru dalam fasa Lldari Sistem Air (pH=9,5), SDS, dan
Pentanol ..................................................................................................................................
41
5.3.2. Penentuan solubilitas metil biru dalarn fasa L2 sistem Air (pH=9,5), SDS dan Pentanol
................................................................................................................................................42
5.3.3. Penentuan solubilitas metil bim dalam fasa L3 sistern Air (pH=9,5), SDS dan Pentanol
5.4 Penentuan Solubilitas Metil merah dalam sistem Air pH=4,5, CTAB, dan Pentanol ............... 46
5.4.1. Penentuan solubilitas metil merah dalarn fasa L, sistem Air pH=4,5, CTAB, dan
Pentanol .............................................................................................................................. 47
5.4.2. Penentuan solubiiibs metil merab dalam fasa Lz sistem Air pH=4,5, CTAB, dan
Pentanol .................................................................................................................................. 48
5.4.3. Penentuan solubilitas metil merah dalam fasa L sistem Air pH=4,5, CTAB, dan
Pentanol ................................................................................................................................ 49
5.5 Penentuan Solubilitas metil bim dalam sistem Air pH=9,5, CTAB, dan Pentanol ................... 49
5.5.1. Penentuan solubilitas metil biru dalam fasa LI sistem Air pH=9,5, CTAB, clan Pentanol
................................................................................................................................................
50
5.5.2. Penentuan solubilitas metil biru dalarn fasa L2 sistem Air pH=4,5, CTAB, dan Pentanol
5.5.3. Penentuan solubilitas metil biru dalam fasa L3..............................................................52
5.6 Penentuan Solubilitas metil merah dalam sistem Air pada pH=4,5, Brij-35, clan Pentanol ......52
5.6.1. Penentuan solubilitas metil merah dalarn milcroemulsi L, sistern Air pada pH=4,5, Brij-35,
dan Pentanol .................................................................................................................................. 53
5.6.1. Penentuan solubilitas metil merah dalam mikroemulsi Lz sistem Air pada pH=4,5, Brij35, dan Pentanol ...................................................................................................................... 54
5.7 Penentuan solubilitas metil biru dalam sistem Air pH=4,5 dan pH=9,5 Brij-35, clan Pentanol 54
5.7.1. Penentuan solubilitas metil bim dalarn fasa L1 sistem Air pH=4,5 dan pH=9,5 Brij-35,
dan Pentanol ........................................................................................................................... 55
5.7.2. Penentuan solubilitas metil biru dalam fasa sistem Air pH=4,5 dan pH=9,5 Brij-35,
dan Pentanol ............................................................................................................................ 56
5.8 Penentuan lndeks Bias Diagram Fasa .....................................................................................
56
5.8.1 Indeks bias sistem SDS, pentanol dan air pH=4,5 fasa LI ............................................ 57
5.8.2 lndeks bias sistem SDS, pentanol dan air pH=4,5 fasa L2.............................................. 58
5.8.3 Indeks bias sistem CTAB, pentanol dan air pH=4,5 fasa L1.......................................... 59
5.8.4 lndeks bias sistem CTAB, pentanol dan air pH=4,5 fasa L2........................................... 60
5.8.5 Indeks bias sistem Brij.35. pentanol dan air pH=4. 5 fasa Ll .................................................. 6 1
5.8.6 Indeks bias sistern Brij.35. pentanol dan air pH=4. 5 fasa L2..................................................61
5.9 Penentuan Laju Penguapan ........................................................................................................ 62
5.9.1 Penentuan Laju Penguapan sistern SDS. Pentanol dan Air pH+. 5 fasa L, yang
mengandung metil merah .................................................................................................................62
5.9.2 Penentuan Laju Penguapan sistem SDS. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa yang
rnengandung metil rnerah ................................................................................................................. 63
5.9.3 Penentuan Laju Penguapan sistem SDS. Pentanol dan Air pH+. 5 fasa Ll tanpa metil
merah .............................................................................................................................................. 64
5.9.4 Penentuan Laju Penguapan sistem SDS. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L tanpa metil
rnerah ............................................................................................................................................... 65
5.9.5 Penentuan Laju Penguapan sistem CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa Ll dengan
metil merah .....................................................................................................................................
66
5.9.6 Penentuan Laju Penguapan sistern CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L2 dengan
metil merah ...................................................................................................................................... 67
5.9.7 Penentuan Laju Penguapan sistem CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI tanpa metil
rnerah .............................................................................................................................................. 68
5.9.8 Penentuan Laju Penguapan sistem CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L tanpa metil
merah ...............................................................................................................................................
69
5.9.9 Penentuan Laju Penguapan sistem Brij.35. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L1 dengan
metil merah ................................................................................................................................70
5.9.10 Penentuan Laju Penguapan sistern Brij.35. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L2 dengan
metil merah ......................................................................................................................................
71
5.9.1 1 Penentuan Laju Penguapan sistem Brij.35. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI tanpa
metil merah ...................................................................................................................................... 72
5.9.1 2 Penentuan Laju Penguapan sistem Brij.35. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI tanpa
metil merah ...................................................................................................................................... 73
5.1 0 Penentuan viskositas larutan .................................................................................................... 75
5.10.1 Penentuan viskositas kinernatik sistern SDS. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI .................. 76
5.10.2 Penentuan viskositas kinematik sistem SDS. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L2 ..................77
5.10.3 Penentuan viskositas kinematik sistem SDS. Pentanol dan Air pH=9. 5 fasa LI .................. 77
5.10.4 Penentuan viskositas kinematik sistern SDS. Pentanol dan Air pH=9. 5 fasa L2 .................. 78
5.10.5 Penentuan viskositas kinematik sistern CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI ...............79
5.1 0.5 Penentuan viskositas kinematik sistem CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L2 ............... 79
5.10.6 Penentuan viskositas kinematik sistem CTAB. Pentanol dan Air pH=9. 5 fasa LI ...............80
5.10.7 Penentuan viskositas kinematik sistem CTAB. Pentanol dan Air pH+). 5 fasa L2............... 8 1
5.10.8 Penentuan viskositas kinematik sistern Brij.35, Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI .............. 82
/ . :. . . . . . . .
. . . . . . .!. ;;:..
PENELITIAN HIBAH BERSAING
Solubilitas Zat Warna (Dyes) dalam
Mikroemulsi dan Kristal Cair dari Sistem Air,
Surfaktan dan Kosurfaktan
Tahun ke 1 (satu) dari rencana 3 (tiga) tahun
Ketua /Anggota Tim
Prof. Ali Amran, M.Pd,M.AQh.D (Ketua)
Deski Beri, S.Si,M.Si (Anggota)
Surat Penugasan Pelaksanaan Penelitian Program Desentralisasi
Skema Hibah Bersaing Dana BOPTN Tahun Anggaran 2013
Kontrak No: 298.a.54/UN35.2/PG/2013 tanggal 15 Mei 2013
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
Desember 2013
HALAMAN PENGESAHAN
: Solubilitas Zat Wama (Dyes) dalam Mikroemulsi dan Kristal Cair dari
Sistem Air, Surfaktan dan Kosurfaktan
Peneliti 1 Pelaksam
Nama Lengkap
NIDN
Jabatan Fungsional
Program Studi
Nomor HP
Sure1 (e-mail)
Anggota Peneliti (1)
Nama Lengkap
NIDN
Perguruan Tinggi
Wtusi Mitra (jika ada)
Nama Institusi Mitra
Alamat
Penanggung Jawab
Tahun Pelaksanaan
Biaya Tahun Berjalan
Biaya Keseluruhan
: Prof. ALI AMRAN M.Pd., M.A., Ph.D.
: 0022104701
: Kimia
: 081363148118
: arnrana.unp@gmail.com
: DESK1 BERI S.Si., M S .
: 0022067802
: UNTVERSITAS NEGERI PADANG
: Tahun ke 1 dari rencana 3 tahun
: Rp. 52.000.000,00
: Rp. 225.000.000,00
Padang, 17 - 12 - 2013,
Ketua Peneliti,
1
Lym
..
~i9~01987031020
(Prof. ALI AMRAN M.Pd., M.A., PbD.)
NIP/NK194710221971091001
1
NI~EIIK196107221986021002
PENGANTAR
Kegiatan penelitian dapat mendukung pengembangan ilmu pengetahuan serta
terapannya. Dalam hal ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang berusaha
mendorong dosen untuk melakukan penelitian sebagai bagian integral dari kegiatan Tri
Dharma Perguruan Tingginya, baik yang secara langsung dibiayai oleh dana Universitas
Negeri Padang, surnber dana BOPTN maupun dana dari surnber lain yang relevan atau
bekerja sama dengan instansi terkait.
Sehubungan dengan itu, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang
bekerjasama dengan Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Ditjen
Dikti Kemendiknas RI telah mendanai skema penelitian Penelitian Hibah Bersaing yang
berjudul Solubilitas Zat Warna @yes) dalam Mikroemulsi dan Kristal Cair dari Sistem
Air, Surfaktan dan Kosurfaktan, dari sumber BOPTN yang dialokasikan ke dalam DIPA
Universitas Negeri Padang dengan surat penugasan pelaksanaan penelitian desentralisasi
Nomor: 298.a.54/UN35.2/PG/2013 Tanggal 15 Mei 2013.
Kami menyambut gembira usaha yang dilakukan peneliti untuk menjawab berbagai
perrnasalahan pembangunan, khususnya yang berkaitan dengan permasalahan penelitian
tersebut di atas. Dengan selesainya penelitian ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri
Padang telah dapat memberikan informasi yang dapat dipakai sebagai bagian upaya
penting dalarn peningkatan mutu pendidikan pada urnumnya. Di samping itu, hasil
penelitian ini juga diharapkan memberikan masukan bagi instansi terkait dalam rangka
penyusunan kebijakan pembangunan.
Hasil penelitian ini telah ditelaah oleh tim pembahas usul dan laporan penelitian,
serta telah diseminarkan di tingkat nasional. Mudah-mudahan penelitian ini bermanfaat
bagi pengembangan ilmu pada umumnya, dan peningkatan mutu staf akademik Universitas
Negeri Padang.
.
Pada kesempatan ini, kami ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak
yang membantu pelaksanaan penelitian ini. Secara khusus, kami menyampaikan terima
kasih kepada Direktur Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Ditjen Dikti
Kemendiknas yang telah memberikan dana untuk pelaksanaan penelitian tahun 2013. Kami
yakin tanpa dedikasi dan kerjasama yang baik dari DP2M, penelitian ini tidak dapat
diselesaikan sebagaimana yang diharapkan. Semoga ha1 yang demikian akan lebih baik
lagi di masa yang akan datang.
Terima kasih.
Desember 2013
mng,
(
I
.
, ,
,
-
4
,.
.
. I
.
5
, .-.
".
' d l r . ~ l ~ d i ~ n M.Pd.
tri,
'j&@..i961~'722 198602 1 002
RINGKASAN
Sejumlah besar dua cairan yang saling tidak l m t (misalnya air dan minyak) dapat
diwujudkan menjadi fasa homogen secara makroskopis (dalam medium mikroemulsi dan
kristal cair) dengan menggunakan suatu surfaktan atau campurannya. Mikroemulsi dan
kristal cair berkembang sangat pesat dan signifikan dalam bidang riset, industri dan
teknologi, karena kedua struktur asosiasi amfifilik ini memiliki beberapa sifat yang unik,
yaitu area antarmuka yang lebar, stabilitas termodinamika, dan kemarnpuan melarutkan
cairan yang tidak dapat larut. Oleh karena itu, mikroemulsi memiliki aplikasi yang amat
luas, seperti: dalam rekoveri rninyak, bahan bakar kendaraan bermotor, pencelupan d m
finising tekstil, deterjensi, kosrnetik, kimia pertanian, makanan, farmasi, remediasi
lingkungan dan detoksifikasi, sintesis media mikroporos, kimia analitik., membrane cair,
bioteknologi, dan zat warna. Sedangkan kristal cair memiliki aplikasi yang signifikan
dalam industri kosrnetik, industry farmasi, deliveri obat-obatan, liquid crystal displqs
(LCD),film kristal cair terdispersi polirner, zat warna, dan nano partikel (Arnran, 2013)
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan solubilitas berbagai zat warna (dyes)
dalam mikroemulsi dan kristal cair dari sistem: air; surfaktan (anionik, kationik, dan nonionik); dan kosurfaktan, serta hidrokarbon (sikloheksana). Kesempurnaan tujuan ini
kiranya akan 'tercapai melalui tiga tahapan, seperti berikut. Tahun I: (1) Preparasi
Diagram Fasa dari Sistem Air (pH=4,5; dan pH=9,5), Surfaktan [kationik(CTAB), anionik
(SDS), dan nonionik (Brij35)], dan Pentanol, (2) Solubilisasi zat warnal&es (warna merah
dari metil merah, dan warna biru dari metil biru) dalam mikroemulsi (o/w dan w/o) dan
kristal cair lamelar, (3) Uji solubilitas, viskositas, laju evaporasi, dan indeks bias. Target
adalah Publikasi Ilmiah pada Jurnal terakreditasai nasional atau
Jurnal internasional.
Tahun I1 (Lanjutan): (1) Preparasi Diagram Fasa dari Sistem: Air (pH=2,0; pH=4,5;
pH=9,5) Surfaktan [anionik(SDBS), kationik (Triton-X, dan HTAB), dan nonionik(Tween
20, Tween 40, Tween 60, dan Tween 80) ,dan campurannya); dan Pentanol, serta
hidrokarbon (sikloheksana), (2) Solubilisasi dyes[(warna kuning dari metil kuning, dan
wama hitam dari karbon (carbon black)] dalam mikroemulsi(o/w dan w/o) dan kristal cair
lamelar, (3) uji solubilitas,, viskositas, laju evaporasi, konduktifitas dan indeks bias, (4)
gelasi fasa mikroemulsi air dalam minyak (w/o); dan (4) uji penetrasi zat warna (penetrasi
dalam air, dan penetrasi dalam hidrokarbon) di dalam kristal cair lamelar, menggunakan
data dari Small Angle X-rays Dipation ( S A X D ) ; serta Target adalah Publikasi Ilmiah
pada Jurnal terakreditasai nasional atau Jurnal internasional. Sedangkan Tahun 111: (1)
lanjutan pengujian penetrasi zat warna, menggunakan data Small Angle X-rays D~fiation
(SAXD), dan ( 2 ) mernperoleh prototype tinta ballpoint dan tinta Cartridge printer; serta
Target
adalah Publikasi Ilmiah pada Jurnal terakreditasai nasional atau
intemasional, dan HAM.
Jurnal
PRAKATA
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat
dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat melakukan penelitian yang berjudul Solubilitas
Zat Warna (Dyes) dalam Mikroemulsi dan Kristal Cair dari Sistem Air, Surfaktan
dan Kosurfaktan. Sampai pada bulan kesepuluh kalender (tahapan Tahun I), penelitian
ini telah bejalan dan mengalami kemajuan yang cukup berarti.
Berbagai tantangan dan rintangan telah banyak dilalui selama lebih kurang sepuluh
bulan pertama kalender penelitian, bahkan mungkin ke depan masih ada yang akan
dihadapi. Dimulai dengan masa penyusunan proposal, pengadaanlpersiapan alat-alat dan
bahan-bahan
kirnia yang diperlukan dalam penelitian, serta dilanjutkan deangan
pelaksanaan penelitian yang tidak semudah yang dibayangkan. Alhamdulillah, semua
rintangan yang muncul dan bakal muncul, kiranya dapat diatasi secara seksama. Kami
telah menyelesaikan tahapan preparasi diagram fasa, uji indeks bias, uji kekentalan
(viskositas), serta akan dilanjutkan dengan uji laju penguapan, dan penetrasi zat wama
dalam kristal cair lamelar.
Dalarn penelitian ini penulis banyak dibantu oleh berbagai pihak, sehingga pada
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada: (1) Bapak Di j e n
beserta tim SIMLITABMAS Dikti yang telah membantu mewujudkan kegiatan penelitian
ini sehingga melalui skim hibah bersaing ini penulis berhasil memperoleh dana penelitian
BOPTN untuk tahun 2013. (2) Bapak Rektor U N P dan jajarannya, (3) Bapak Dr. Alwen
Bentri, M.Pd selaku Ketua Lembaga Penelitian UNP beserta staf, (4) Bapak Prof. Lufii,
M.S selaku Dekan FMIPA dan jajarannya, (5) Ibu Dm. Andromeda, M.Si selaku Ketua
Jurusan Kimia dan staf, dan (6) Para mahasiswa bimbingan kami yang telah ikut
berpartisipasi aktif dalam penelitian ini, yakni Puti Lara Gobah, Putriani Dwimala dan
Anugrah Pratami. Dan kepada pihak lain yang telah banyak membantu dan tidak dapat
penulis sebut satu persatu.
Akhirnya, penulis menyadari bahwa laporan penelitian ini sangat jauh dari
kesempurnaan. Demi kesempurnaan laporan penelitian ini, penulis mengharapkan saran
dan kritik. Atas saran dan kritiknya kami haturkan terima kasih. Semoga hasil penelitian
ini bermanfaat adanya.
Hormat Kami
Penulis
DAFTAR IS1
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................................... 2
RINGKASAN .................................................................................................................. 3
PRAKATA .......................................................................................................................
5
DAFTAR IS1 .................................................................................................................... 7
DAFTAR TABEL .......................................................................................................... 11
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................12
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................................15
BAB 1. PENDAHULUAN ............................................................................................. 16
BAB 2.TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................... 18
2.1 Senyawa Surfaktan .....................................................................................................................
18
2.2 Struktur Asosiasi Amfifil dalam Sistem Berair ..................................................................... 19
2.2.1 Misel 21
2.2.2 Misel Inversi ...........................................................................................................................
23
2.2.3 Mikroemulsi .........................................................................................................................
23
2.2.4 Kristal Cair Lamelar ...............................................................................................................24
2.2.5 Kristal Cair Heksagonal ..........................................................................................................25
BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELTTIAN...................................................27
BAB 4. METODE PENELITIAN ...................................................................................28
3.1 Material 28
3.4. Aplikasi Solubilisasi Zat Wama di dalam Mikroemulsi dan Kristal Cair ................................29
BAB 5 . HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................30
5. 1. Penentuan Batas Diagram Fasa ...........................................................................................30
5. 1. i . Diagram Fasa dari Sistem Air (pH = 4.5). SDS. dan Pentanol .......................................... 30
5 . 1 . 2. Diagram Fasa dari Sistem Air (pH = 9.5). SDS. dan Pentanol ............................................31
5. 1. 3 . Diagram Fasa dari Sistem Air (pH
= 4.5).
CTAB. dan Pentanol ........................................
32
5. 1 . 4 . Diagram Fasa dari Sistem Air (pH = 9.5). CTAB. dan Pentanol ......................................... 33
5 . 1 . 5. Diagram Fasa dari Sistem Air (pH = 4.5 dan pH=9.5). Brij.35. dan Pentanol .................... 34
5.2 Penentuan Solubilitas metil merah dalam sistem Air (pH=4.5). SDS dan Pentanol .................. 35
5.2.1. Penentuan solubilitas metil merah dalam fasa L, sistem air (pH=4.5). SDS clan pentanol ... 35
5.2.2. Penentuan solubilitas metil merah dalam fasa L2 sistem air (pH=4.5). SDS dan pentanol ...36
5.2.3. Penentuan solubilitas metil merah dalam fasa L3 sistem air (pH=4,5), SDS, dan
pentanol ..................................................................................................................................
40
5.3 Penentuan Solubilitas Metil biru dalam Sistem Air (pH=9,5), SDS, dan Pentanol ................. 40
5.3.1. Penentuan solubilitas metil biru dalam fasa Lldari Sistem Air (pH=9,5), SDS, dan
Pentanol ..................................................................................................................................
41
5.3.2. Penentuan solubilitas metil biru dalarn fasa L2 sistem Air (pH=9,5), SDS dan Pentanol
................................................................................................................................................42
5.3.3. Penentuan solubilitas metil bim dalam fasa L3 sistern Air (pH=9,5), SDS dan Pentanol
5.4 Penentuan Solubilitas Metil merah dalam sistem Air pH=4,5, CTAB, dan Pentanol ............... 46
5.4.1. Penentuan solubilitas metil merah dalarn fasa L, sistem Air pH=4,5, CTAB, dan
Pentanol .............................................................................................................................. 47
5.4.2. Penentuan solubiiibs metil merab dalam fasa Lz sistem Air pH=4,5, CTAB, dan
Pentanol .................................................................................................................................. 48
5.4.3. Penentuan solubilitas metil merah dalam fasa L sistem Air pH=4,5, CTAB, dan
Pentanol ................................................................................................................................ 49
5.5 Penentuan Solubilitas metil bim dalam sistem Air pH=9,5, CTAB, dan Pentanol ................... 49
5.5.1. Penentuan solubilitas metil biru dalam fasa LI sistem Air pH=9,5, CTAB, clan Pentanol
................................................................................................................................................
50
5.5.2. Penentuan solubilitas metil biru dalarn fasa L2 sistem Air pH=4,5, CTAB, dan Pentanol
5.5.3. Penentuan solubilitas metil biru dalam fasa L3..............................................................52
5.6 Penentuan Solubilitas metil merah dalam sistem Air pada pH=4,5, Brij-35, clan Pentanol ......52
5.6.1. Penentuan solubilitas metil merah dalarn milcroemulsi L, sistern Air pada pH=4,5, Brij-35,
dan Pentanol .................................................................................................................................. 53
5.6.1. Penentuan solubilitas metil merah dalam mikroemulsi Lz sistem Air pada pH=4,5, Brij35, dan Pentanol ...................................................................................................................... 54
5.7 Penentuan solubilitas metil biru dalam sistem Air pH=4,5 dan pH=9,5 Brij-35, clan Pentanol 54
5.7.1. Penentuan solubilitas metil bim dalarn fasa L1 sistem Air pH=4,5 dan pH=9,5 Brij-35,
dan Pentanol ........................................................................................................................... 55
5.7.2. Penentuan solubilitas metil biru dalam fasa sistem Air pH=4,5 dan pH=9,5 Brij-35,
dan Pentanol ............................................................................................................................ 56
5.8 Penentuan lndeks Bias Diagram Fasa .....................................................................................
56
5.8.1 Indeks bias sistem SDS, pentanol dan air pH=4,5 fasa LI ............................................ 57
5.8.2 lndeks bias sistem SDS, pentanol dan air pH=4,5 fasa L2.............................................. 58
5.8.3 Indeks bias sistem CTAB, pentanol dan air pH=4,5 fasa L1.......................................... 59
5.8.4 lndeks bias sistem CTAB, pentanol dan air pH=4,5 fasa L2........................................... 60
5.8.5 Indeks bias sistem Brij.35. pentanol dan air pH=4. 5 fasa Ll .................................................. 6 1
5.8.6 Indeks bias sistern Brij.35. pentanol dan air pH=4. 5 fasa L2..................................................61
5.9 Penentuan Laju Penguapan ........................................................................................................ 62
5.9.1 Penentuan Laju Penguapan sistern SDS. Pentanol dan Air pH+. 5 fasa L, yang
mengandung metil merah .................................................................................................................62
5.9.2 Penentuan Laju Penguapan sistem SDS. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa yang
rnengandung metil rnerah ................................................................................................................. 63
5.9.3 Penentuan Laju Penguapan sistem SDS. Pentanol dan Air pH+. 5 fasa Ll tanpa metil
merah .............................................................................................................................................. 64
5.9.4 Penentuan Laju Penguapan sistem SDS. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L tanpa metil
rnerah ............................................................................................................................................... 65
5.9.5 Penentuan Laju Penguapan sistem CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa Ll dengan
metil merah .....................................................................................................................................
66
5.9.6 Penentuan Laju Penguapan sistern CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L2 dengan
metil merah ...................................................................................................................................... 67
5.9.7 Penentuan Laju Penguapan sistem CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI tanpa metil
rnerah .............................................................................................................................................. 68
5.9.8 Penentuan Laju Penguapan sistem CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L tanpa metil
merah ...............................................................................................................................................
69
5.9.9 Penentuan Laju Penguapan sistem Brij.35. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L1 dengan
metil merah ................................................................................................................................70
5.9.10 Penentuan Laju Penguapan sistern Brij.35. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L2 dengan
metil merah ......................................................................................................................................
71
5.9.1 1 Penentuan Laju Penguapan sistem Brij.35. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI tanpa
metil merah ...................................................................................................................................... 72
5.9.1 2 Penentuan Laju Penguapan sistem Brij.35. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI tanpa
metil merah ...................................................................................................................................... 73
5.1 0 Penentuan viskositas larutan .................................................................................................... 75
5.10.1 Penentuan viskositas kinernatik sistern SDS. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI .................. 76
5.10.2 Penentuan viskositas kinematik sistem SDS. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L2 ..................77
5.10.3 Penentuan viskositas kinematik sistem SDS. Pentanol dan Air pH=9. 5 fasa LI .................. 77
5.10.4 Penentuan viskositas kinematik sistern SDS. Pentanol dan Air pH=9. 5 fasa L2 .................. 78
5.10.5 Penentuan viskositas kinematik sistern CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI ...............79
5.1 0.5 Penentuan viskositas kinematik sistem CTAB. Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa L2 ............... 79
5.10.6 Penentuan viskositas kinematik sistem CTAB. Pentanol dan Air pH=9. 5 fasa LI ...............80
5.10.7 Penentuan viskositas kinematik sistem CTAB. Pentanol dan Air pH+). 5 fasa L2............... 8 1
5.10.8 Penentuan viskositas kinematik sistern Brij.35, Pentanol dan Air pH=4. 5 fasa LI .............. 82
/ . :. . . . . . . .
. . . . . . .!. ;;:..